三分倉空預器防堵技術措施及系統改造方案分析

張翔宇

摘要：提高燃燒所需空氣溫度，有利于著火和燃燒，減少鍋爐不完全燃燒熱損失。電站鍋爐空預器就是利用鍋爐尾部煙道中排放的煙氣熱量來加熱爐膛中燃燒所必需的空氣，通過提高空氣熱量來充分使用煙氣余熱以及降低鍋爐排煙溫度的一種熱交換裝備，它提高了鍋爐效率，是鍋爐運行中不可或缺的一部分。腐蝕、堵灰、漏風和電流波動及事故停機是空預器運行中最主要的問題，將直接影響到鍋爐的燃燒和效率以及送、引風機的功耗，嚴重時還會造成風機失速和機組帶不到滿負荷等嚴重后果。受熱面回轉式空預器結構緊湊、輕便，占地面積相對較小，因此隨著大型電站鍋爐蒸汽參數和機組容量逐漸增大，現在基本都選擇采用回轉式空預器。現介紹常見的三分倉容克式回轉空預器防堵技術措施及系統改造方案，以解決空預器堵塞導致系統阻力上升的問題，可為鍋爐的經濟運行提供參考。

關鍵詞：空預器;堵灰;腐

0? ? 引言

回轉式空預器的工作原理：煙氣與空氣交替流過受熱面，當煙氣流過時，熱量從煙氣傳給受熱面，受熱面溫度升高，并積蓄熱;當空氣流過時，受熱面將積蓄的熱量釋放給空氣[1]。這就容易導致煙氣脫硝系統逃逸的氨與SO3反應生成硫酸氫銨，其以液體形式粘附在蓄熱元件表面，或以液滴形式分散于煙氣中。液態的硫酸氫銨是一種黏性很強的物質，在煙氣中會粘附大量飛灰[2]。硫酸氫銨的露點溫度為147 ℃，黏性混合物隨煙氣進入下游低溫區（147 ℃以下）時，硫酸氫銨會凝固并造成堵塞現象，另外硫酸氫銨本身對金屬有較強的腐蝕性，會造成空預器冷端腐蝕，進而影響空預器的正常運行。

本文介紹了常見的三分倉空預器防堵技術措施及系統改造方案，以解決空預器堵塞導致系統阻力上升的問題，可為鍋爐的經濟運行提供參考。

本文中電站風煙體系由雙一次風機、雙送風機、雙暖風器、雙引風機、雙空預器構成。空預器為豪頓華公司制造的三分倉容克式空氣預熱器，型號為32.5VNT2050，以該回轉式空預器為改造對象。該空預器蓄熱元件分為3層安置，轉子分48隔倉，換熱元件傳熱總表面積達121 668 m2，氣體流向為煙氣向下、空氣向上，旋轉方向為煙氣→二次風→一次風。

1? ? 容克式回轉空預器防堵措施

（1）蒸汽吹灰器在防止空預器堵灰和二次燃燒方面起到主要作用。空預器吹灰頻率可調整為4 h一次，疏水溫度調整至300 ℃以上。

（2）控制脫硝氨逃逸率不大于1 μL/L（當氨逃逸率小于1 μL/L時，硫酸氫銨生成量很少）。

（3）盡量將空預器冷端綜合溫度提升到一個合適的比較高的溫度點。硫酸氫銨的露點溫度為147 ℃，空預器冷端綜合溫度可按比露點溫度高8 ℃進行控制，硫分在0.8左右時，應控制冷端綜合溫度在155 ℃。

（4）根據實際煤種含硫量，對蓄熱元件的材質進行更換。

2? ? 提高單側空預器出口煙溫，降低該側空預器出入口差壓的技術措施（以提高A側煙溫為例）

（1）在提高單側空預器煙溫的操作過程中，應暫停鍋爐本體、煙道吹灰，兩臺空預器冷端吹灰槍投入連續吹灰，且機組負荷在4 h內沒有變動計劃。A側空預后排煙溫度盡量提高，至少控制在155 ℃以上，同時B側空預后排煙溫度保持不低于100 ℃。

（2）機組電負荷穩定在60%到100%額定負荷之間，二次風量為額定總風量的60%～80%，送風機出口二次風聯絡擋板關閉。將A側送風機動葉解除自動切換至手動控制模式，在手動模式下緩慢將A側送風機動葉開度關小，調節A側送風機動葉過程中一定要保持B側送風機動葉以及兩臺引風機動葉在自動位，同時密切關注兩臺送風機電流、出口壓力和兩臺空預器電流等參數變化，防止送風機發生失速、喘振現象。如果出現送風機失速、有異音或兩臺空預器電流大幅擺動等現象，應立即手動開大A側送風機動葉開度，調整至兩側送風機電流相同，系統保持穩定后，待送、引風機各參數以及爐膛負壓恢復正常，將A側送風機動葉投入自動。

（3）當A側送風機動葉開度慢慢關小時，盡量維持爐膛內總二次風量不變，A側送風機風量維持最低為總風量的1/3，B側送風機動葉開度會緩慢自動開大，A側空預后排煙溫度也會隨著A側風量的減少而逐漸升高，B側空預后排煙溫度則會因B側送風量的增加而緩慢降低。可根據A側空預后排煙溫度的上升速率來控制A側送風機動葉關小速度。

（4）當A側空預器進出口差壓開始變小到基本保持不變后，緩慢將A側送風機動葉開大，將A、B側送風機并列運行，系統穩定后，將A側送風機動葉投入自動，系統回到正常運行方式。

3? ? 容克式回轉空預器3.5分倉防堵改造降低空預器出入口差壓說明

3.1? ? 3.5分倉防堵系統簡要說明

為改善回轉式空預器堵灰嚴重的問題，可對三分倉空預器進行3.5分倉防堵灰改造，如圖1所示。在空預器冷端二次風分倉內（接近一次風/二次風扇形板處）新增一個獨立防堵分倉，將空預器出口熱一次風（300 ℃以上熱空氣）引入空預器冷端防堵分倉中，熱風經防堵分倉噴口噴出，在蓄熱元件內建立局部高溫高速吹掃區域，通過高溫氣化酸液、高流速攜帶灰粒的方式清除硫酸氫銨及粉塵沉積帶。防堵風倉的熱一次風在吹過蓄熱元件之后，全部進入到熱二次風道中。

新增防堵系統管道上安裝有溫度、壓力以及流量測點，同時還安裝有插板式隔絕門及調節擋板門，用于控制和調節進入到防堵分倉的熱風流量或壓力，同時在進入防堵分倉時將熱風分為內環/外環兩路通道，可在運行時進行防堵通道的切換，以此減少熱風用量，強化吹掃效果（正常運行狀態下，保持一個通道運行，另一通道關閉，定時切換）。

3.2? ? 3.5分倉防堵系統運行操作要求

3.5分倉防堵系統中各隔絕門、調門皆可設置為電動執行機構帶動執行。電動調門執行機構應滿足可在就地通過切換旋鈕自由切換就地/遠方。所有電動隔絕門和電動調門均可在遠方或者就地開啟或者關閉，可通過設置A1（B1）/

A2（B2）入口調門自動開啟時間來實現雙通道自動切換。

空預器防堵系統應設置專門的運行畫面。其畫面應加入A1（B1）/A2（B2）通道入口壓力模擬量、煙氣側差壓值、空預器電機電流以及設置A側/B側空預器防堵系統緊急退出按鈕，便于運行人員掌握分析空預器實時運行工況，從而及時作出相應的調整。

3.3? ? 系統啟動調試步驟

3.3.1? ? 啟動前檢查

（1）檢查防堵系統風道保溫完好，人孔門全部封閉。（2）檢查儀表就地及遠程顯示正常。（3）檢查全部設備已經送電正常，各執行器都在“遠程”控制位，確保遠方操作正常。（4）防堵系統風門全部關閉。

3.3.2? ? 系統啟動步驟

（1）開啟空預器防堵系統電動隔絕門至全開狀態（運行操作確認）。（2）開啟空預器3.5分倉防堵系統A1（B1）和A2（B2）調節門至100%狀態。

3.3.3? ? 雙通道A1（B1）/A2（B2）手動切換試驗

（1）系統正常啟動后，將A1（B1）調節門保持100%不變，將A2（B2）調節門調至0%，記錄數據。（2）將A2（B2）調節門調至100%，再將A1（B1）調節門調至0%，記錄數據。（3）確認A側、B側空預器的兩個進風通道均可正常手動切換。

3.3.4? ? 雙通道自動切換試驗

（1）在防堵系統運行畫面檢查A1（B1）和A2（B2）調節門（A/M）為手動狀態。（2）保持A2（B2）位于100%狀態，將A1（B1）調節門調至0%。（3）在防堵系統運行畫面上設置A1（B1）調節門運行時間為5 min（測試值），設置A2（B2）調節門運行時間為4 min（測試值）。（4）將A、B調門運行狀態切換為自動（A/M），觀察在對應時間，兩個風門是否自動切換。

3.3.5? ? 系統手動退出運行步驟

（1）將防堵系統A1（B1）和A2（B2）調節門設置為手動狀態。（2）將防堵系統A1（B1）和A2（B2）調門關至0%。（3）關閉防堵系統A（B）隔絕門至全關狀態。

3.3.6? ? 系統緊急退出運行步驟

（1）手動緊急退出系統：點擊A（B）側空預器防堵系統緊急退出按鈕，空預器防堵系統所有風門開度均關閉，系統緊急退出。

（2）出現以下任一情況將聯鎖退出該側空預器防堵系統：單側一次風機跳閘、單側空預器跳閘、鍋爐MFT。

4? ? 結語

本文詳細介紹了三分倉回轉式空預器在正常運行中的防堵措施、提高單側空預器出口煙溫來降低空預器出入口差壓的技術措施、3.5分倉防堵改造方案及改造后的系統調試方案，為解決空預器因低溫硫酸氫銨吸附飛灰堵塞導致系統阻力上升的問題提供了較好的參考，同時安裝防堵性能監測裝置進行監測，為運行人員及時掌握和分析鍋爐空預器內蓄熱元件的堵灰及清潔狀況提供了重要參考依據，也為電廠空預器的安全、經濟運行提供了幫助。

[參考文獻]

[1] 彭樹智.回轉式空氣預熱器堵灰和腐蝕的分析[J].電站系統工程，2010，26（4）：23-24.

[2] 楊云元.空預器低速運行清堵的探討[J].福建質量管理，2018（10）：150.